İnsan Beyin Hücresi Atlası Nöropsikiyatrik Bozukluklara Benzeri Görülmemiş Bir Bakış Sağlıyor

California San Diego Üniversitesi'nin önderlik ettiği büyük, çok kurumlu bir çalışmayla araştırmacılar, beyin hücresi türlerindeki gen anahtarlarının ayrıntılı haritalarını üretmek için bir milyondan fazla insan beyin hücresini analiz ettiler ve belirli hücre türleri ile çeşitli ortak hücre türleri arasındaki bağlantıları ortaya çıkardılar. Ekip ayrıca bu hücreler arasındaki bireysel yüksek riskli gen varyantlarının etkisini ve bunların hastalığa nasıl katkıda bulunabileceğini tahmin etmek için yapay zeka araçları da geliştirdi.

13 Ekim 2023'te Science dergisinin özel bir sayısında yayınlanan yeni çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüsü'nün Gelişmiş Yenilikçi Nöroteknolojiler Yoluyla Beyin Araştırmaları Girişimi'nin veya 2014 yılında başlatılan BRAIN Girişimi'nin bir parçası. Girişim, beyin bilimi anlayışında devrim yaratmayı amaçlıyor.

İnsan beynindeki her hücre aynı DNA dizisini içerir, ancak farklı hücre tipleri farklı genleri farklı miktarlarda kullanır. Bu varyasyon birçok farklı türde beyin hücresi üretir ve sinir devrelerinin karmaşıklığına katkıda bulunur. Bu hücre türlerinin moleküler düzeyde nasıl farklılaştığını öğrenmek, beynin nasıl çalıştığını anlamak ve nöropsikiyatrik hastalıkları tedavi etmede yeni yollar geliştirmek açısından kritik öneme sahiptir.

UC San Diego Tıp Fakültesi'nde profesör olan kıdemli yazar Bing Ren, “İnsan beyni homojen değildir. Her biri farklı işlevlere hizmet eden, son derece karmaşık nöronlar ve nöronal olmayan hücreler ağından oluşuyor. Beyindeki farklı hücre türlerinin haritasını çıkarmak ve birlikte nasıl çalıştıklarını anlamak, sonuçta bireysel hedef alabilecek yeni tedaviler keşfetmemize yardımcı olacak.” dedi.

Yeni çalışmada araştırmacılar, üç insan beyninin 42 farklı beyin bölgesinde 1,1 milyondan fazla beyin hücresini analiz etti. Beyin hücrelerinin 107 farklı alt tipini tanımladılar ve moleküler biyolojilerinin bazı yönlerini şizofreni, bipolar bozukluk, Alzheimer hastalığı ve majör depresyon dahil çok çeşitli nöropsikiyatrik hastalıklarla ilişkilendirmeyi başardılar. Araştırmacılar daha sonra bu verileri, DNA'daki belirli dizi varyasyonlarının gen düzenlemesini nasıl etkileyebileceğini ve hastalığa nasıl katkıda bulunabileceğini tahmin etmek amacıyla makine öğrenimi modelleri oluşturmak için kullandı.

Bu yeni sonuçlar insan beyni ve patolojisine dair önemli bilgiler sunarken, bilim insanları beynin haritasını çıkarmaktan hala çok uzakta. 2022'de UC San Diego, bir düzineden fazla insan beynindeki hücreleri incelemeyi ve beynin gelişim sırasında, insanların yaşam süreleri boyunca nasıl değiştiğine dair sorular sormayı amaçlayan Multiomik İnsan Beyin Hücresi Atlası Merkezi'nin başlatılmasında Salk Enstitüsü ve diğerlerine katıldı.